（統(tǒng)考版）高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題限時集訓(xùn)8 現(xiàn)代生物科技專題（含解析）-人教版高三全冊生物試題

專題限時集訓(xùn)(八)現(xiàn)代生物科技專題(時間：40分鐘滿分：100分)非選擇題(100分)1(14分)(2018·全國卷)某種熒光蛋白(GFP)在紫外光或藍(lán)光激發(fā)下會發(fā)出綠色熒光，這一特性可用于檢測細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。某科研團(tuán)隊(duì)將某種病毒的外殼蛋白(L1)基因連接在GFP基因的5末端，獲得了L1­GFP融合基因(簡稱為甲)，并將其插入質(zhì)粒P0，構(gòu)建了真核表達(dá)載體P1，其部分結(jié)構(gòu)和酶切位點(diǎn)的示意圖如下，圖中E1E4四種限制酶產(chǎn)生的黏性末端各不相同?；卮鹣铝袉栴}：(1)據(jù)圖推斷，該團(tuán)隊(duì)在將甲插入質(zhì)粒P0時，使用了兩種限制酶，這兩種酶是_。使用這兩種酶進(jìn)行酶切是為了保證_，也是為了保證_。(2)將P1轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的牛皮膚細(xì)胞后，若在該細(xì)胞中觀察到了綠色熒光，則說明L1基因在牛的皮膚細(xì)胞中完成了_和_過程。(3)為了獲得含有甲的牛，該團(tuán)隊(duì)需要做的工作包括：將能夠產(chǎn)生綠色熒光細(xì)胞的_移入牛的_中、體外培養(yǎng)、胚胎移植等。(4)為了檢測甲是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，某同學(xué)用PCR方法進(jìn)行鑒定，在鑒定時應(yīng)分別以該牛不同組織細(xì)胞中的_(填“mRNA”“總RNA”或“核DNA”)作為PCR模板。解析(1)據(jù)圖示信息分析：將L1­GFP融合基因(甲)插入質(zhì)粒時使用酶E1和E4進(jìn)行酶切，既能保證L1­GFP融合基因的完整，又能保證L1­GFP融合基因與載體的正確連接。(2)目的基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程。(3)將體外培養(yǎng)的含有目的基因的動物體細(xì)胞核移入該動物的去核卵母細(xì)胞中，經(jīng)過體外胚胎培養(yǎng)、胚胎移植等技術(shù)可獲得轉(zhuǎn)基因動物。(4)檢測目的基因是否存在于克隆牛的不同組織細(xì)胞中，采用PCR技術(shù)鑒定時，應(yīng)以該牛不同組織細(xì)胞中的核DNA作為PCR模板。答案(1)E1和E4甲的完整甲與載體正確連接(2)轉(zhuǎn)錄翻譯(3)細(xì)胞核去核卵母細(xì)胞(4)核DNA2(15分)(2020·江西高三聯(lián)考)膠原蛋白廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化妝品、化工原料等領(lǐng)域，科研人員開展利用家蠶生產(chǎn)人膠原蛋白的研究。請回答下列問題：(1)家蠶核型多角體病毒(BmNPV)專性寄生于鱗翅目昆蟲，將人膠原蛋白基因與_重組后，構(gòu)建_。體外克隆目的基因的方法是_。(2)BmNPV的p10基因是極強(qiáng)的啟動子，將目的基因連接在p10基因的下游，目的是_。目的基因與p10基因連接時，斷裂與連接的化學(xué)鍵都是_。(3)重組BmNPV感染家蠶幼蟲后，在幼蟲淋巴液中提取蛋白質(zhì)，用_的方法檢測目的基因是否成功表達(dá)。相比于大腸桿菌，選擇家蠶作為人膠原蛋白的生物反應(yīng)器，其優(yōu)點(diǎn)是_。解析(1)因?yàn)锽mNPV專性寄生于鱗翅目昆蟲，故將目的基因與BmNPV基因重組，構(gòu)建基因表達(dá)載體，更有利于將目的基因?qū)爰倚Q細(xì)胞。PCR是指在體外復(fù)制特定DNA片段，可在短時間內(nèi)大量擴(kuò)增目的基因。(2)啟動子位于基因的首端，它是RNA聚合酶識別和結(jié)合的部位，能驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄。將目的基因與運(yùn)載體連接時，限制酶和DNA連接酶作用的都是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵。(3)檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，可用抗原抗體雜交的方法。大腸桿菌為原核細(xì)胞，家蠶為真核生物，家蠶細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會對人膠原蛋白進(jìn)行加工，與人體內(nèi)表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能更相似。答案(1)BmNPV基因基因表達(dá)載體PCR技術(shù) (2)使目的基因在p10基因的驅(qū)動下高效表達(dá)磷酸二酯鍵(3)抗原抗體雜交家蠶細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會對人膠原蛋白進(jìn)行加工，使表達(dá)的膠原蛋白與人的膠原蛋白的結(jié)構(gòu)和功能相似3(13分)(2020·臨汾高三模擬)OKT3為第一個用于臨床的抗T細(xì)胞的單克隆抗體，該抗體針對T細(xì)胞上CD3抗原，能抑制免疫系統(tǒng)的功能，有利于器官移植，回答下列問題：(1)OKT3的制備過程中所依據(jù)的生物學(xué)原理是_、_。(2)制備OKT3時，首先要將OKT3抗原注入小鼠體內(nèi)，以獲得相應(yīng)的_，該細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞雜交后要經(jīng)過兩次篩選，最終獲得的雜交瘤細(xì)胞具有_的特點(diǎn)。(3)OKT3能作用于T細(xì)胞，T細(xì)胞的功能受到影響時會導(dǎo)致小鼠體內(nèi)的抗體合成量下降，其原因是_。(4)由于通常所用的OKT3單抗為鼠源性，臨床上可能產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)，因此可以對OKT3進(jìn)行人工改造，獲得一種新型蛋白應(yīng)用于人類，該技術(shù)屬于_工程，該項(xiàng)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，通過_，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。解析(1)單克隆抗體所涉及的生物技術(shù)是動物細(xì)胞培養(yǎng)和動物細(xì)胞融合，其原理是細(xì)胞增殖和細(xì)胞膜的流動性。(2)制備單克隆抗體時，注射抗原是為了獲得相應(yīng)的B淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合后形成多種雜交細(xì)胞，雜交細(xì)胞要經(jīng)過兩次篩選最終獲得既能大量增殖，又能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞。(3)當(dāng)T細(xì)胞受損時，T細(xì)胞無法正常分泌淋巴因子，淋巴因子分泌量減少，會導(dǎo)致B細(xì)胞不能正常分化形成漿細(xì)胞，最終導(dǎo)致抗體的生產(chǎn)量減少。(4)由題意可知，生產(chǎn)的蛋白為新型蛋白，因此屬于蛋白質(zhì)工程的范疇。蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系，通過基因修飾或基因合成，對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。答案(1)細(xì)胞增殖細(xì)胞膜的流動性(2)B淋巴細(xì)胞既能產(chǎn)生針對CD3的抗體，又能無限增殖(3)T細(xì)胞功能受影響，其分泌的淋巴因子減少，導(dǎo)致B細(xì)胞不能分化成漿細(xì)胞，從而使抗體的含量下降(4)蛋白質(zhì) 基因修飾或基因合成4(15分)(2020·黑龍江雙鴨山高三期末)馬鈴薯是重要的經(jīng)濟(jì)作物，植物細(xì)胞工程在馬鈴薯的脫毒及育種等方面有重要應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}。(1)培育脫毒馬鈴薯時，外植體宜選用_(填“莖尖”或“葉片”)，不選另外一個部位的理由是_。(2)植物組織培養(yǎng)常用到愈傷組織培養(yǎng)基、生芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基。在愈傷組織培養(yǎng)基上，外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是一團(tuán)_。從脫分化到再分化需要更換新的培養(yǎng)基，原因是_。(3)馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好。利用好野生馬鈴薯種，通過細(xì)胞工程改進(jìn)馬鈴薯栽培種種植的思路是_。(4)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率，在植物組織培養(yǎng)時，應(yīng)從_(至少答出2點(diǎn))等方面制定措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制_(至少答出3點(diǎn))等培養(yǎng)條件。解析(1)培育脫毒馬鈴薯時，外植體宜選用莖尖，不選用葉片，理由是莖尖細(xì)胞全能性高，且其中幾乎不含病毒，而葉肉細(xì)胞帶病毒(病毒載量大)、細(xì)胞的全能性低。(2)經(jīng)脫分化形成的愈傷組織是一團(tuán)具有分生能力(高度液泡化)的薄壁細(xì)胞。由愈傷組織重新分化為根和芽的再分化過程，需要生長素和細(xì)胞分裂素的特定濃度比例，與之前形成愈傷組織的培養(yǎng)基不同，故需要更換新的培養(yǎng)基。(3)由于傳統(tǒng)雜交存在不親和性，因此需要通過植物體細(xì)胞雜交將馬鈴薯野生種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞，然后經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成植株。(4)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時，應(yīng)從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無菌操作等方面制定措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。答案(1)莖尖葉細(xì)胞帶病毒(或病毒載量大)，細(xì)胞的全能性低(2)具有分生能力(高度液泡化)的薄壁細(xì)胞誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同(3)將野生馬鈴薯種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合，經(jīng)植物組織培養(yǎng)成植株(4)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無菌操作溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)5(11分)(2020·福建高三期末)干細(xì)胞中Oct3/4、Soxz、CMyc和Klf4基因，對其增殖至關(guān)重要?？茖W(xué)家利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將上述基因?qū)胄∈蟮某衫w維細(xì)胞，獲得了類似于胚胎干細(xì)胞的iPs細(xì)胞。回答下列問題：(1)將干細(xì)胞的全部基因?qū)氲绞荏w菌的群體中儲存，構(gòu)建的基因文庫叫_。(2)利用PCR技術(shù)擴(kuò)增上述4種基因需要_種引物，引物是根據(jù)_合成的。(3)PCR技術(shù)需要_酶，該酶具有_的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)中逆轉(zhuǎn)錄病毒的作用是_。(4)胚胎干細(xì)胞來源于_或_，在形態(tài)上具有_的特點(diǎn)。解析(1)基因文庫包括基因組文庫和部分基因文庫，其中基因組文庫含有該生物的全部基因，故將干細(xì)胞的全部基因?qū)氲绞荏w菌的群體中儲存，構(gòu)建的基因文庫叫基因組文庫。(2)PCR技術(shù)擴(kuò)增一種基因需要2種引物，引物是根據(jù)一段已知的目的基因的核苷酸序列合成的，要擴(kuò)增4種基因需要8種引物。(3)PCR技術(shù)需要耐高溫的DNA聚合酶催化，該酶耐高溫。實(shí)驗(yàn)中逆轉(zhuǎn)錄病毒將上述基因?qū)胄∈蟮某衫w維細(xì)胞，相當(dāng)于運(yùn)載體。(4)胚胎干細(xì)胞來源于原始性腺或早期胚胎，在形態(tài)上具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯的特點(diǎn)，具有發(fā)育的全能性。答案(1)基因組文庫(2)8一段已知目的基因的核苷酸序列(3)熱穩(wěn)定DNA聚合(或Taq)耐高溫作為載體，將上述基因?qū)氤衫w維細(xì)胞中(4)原始性腺早期胚胎(內(nèi)細(xì)胞團(tuán))體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯6(11分)(2020·湖北荊門高三調(diào)考)醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人體肝細(xì)胞中產(chǎn)生的抗凝血酶在抗凝血、防血栓方面具有重要作用。研究人員通過培育山羊乳腺生物反應(yīng)器大量生產(chǎn)抗凝血酶。請回答下列問題：(1)應(yīng)從人的肝細(xì)胞中提取并分離mRNA，逆轉(zhuǎn)錄成單鏈DNA。根據(jù)已知的抗凝血酶基因的堿基序列設(shè)計(jì)特異性_，經(jīng)PCR和電泳，可得到大量抗凝血酶基因，此過程所用原料為_。(2)重組后的人抗凝血酶基因表達(dá)載體由山羊酪蛋白基因啟動子、抗凝血酶基因、標(biāo)記基因和終止子組成，其中_決定了人抗凝血酶基因只能在山羊乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)。(3)山羊的ES細(xì)胞來自早期胚胎干細(xì)胞。在飼養(yǎng)層細(xì)胞上培養(yǎng)時，ES細(xì)胞具有_的特性。將重組人抗凝血酶基因表達(dá)載體包埋在由磷脂雙分子層構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)并轉(zhuǎn)染ES細(xì)胞時，目的基因表達(dá)載體進(jìn)入ES細(xì)胞的方式為_。(4)對山羊進(jìn)行同期發(fā)情和超數(shù)排卵處理，得到代孕母羊和多個卵母細(xì)胞，當(dāng)卵母細(xì)胞培養(yǎng)至_時，可去核并移入上述ES細(xì)胞的細(xì)胞核，完成核移植。為選擇雌性胚胎，可在囊胚時取_細(xì)胞做DNA分析用以鑒定性別。檢測羊奶中是否含有抗凝血酶的方法是_。解析(1)依題意可知：抗凝血酶基因?qū)儆谀康幕?，合成目的基因的原料?種脫氧核苷酸，因此利用PCR技術(shù)擴(kuò)增抗凝血酶基因時，需要根據(jù)已知的抗凝血酶基因的堿基序列來設(shè)計(jì)特異性引物，所用原料為4種脫氧核苷酸。(2)啟動子能夠啟動基因的轉(zhuǎn)錄，重組人抗凝血酶基因表達(dá)載體中的山羊­酪蛋白基因啟動子決定了人抗凝血酶基因只能在山羊乳腺細(xì)胞中特異性表達(dá)。(3)在飼養(yǎng)層細(xì)胞上培養(yǎng)時，ES細(xì)胞具有只分裂不分化的特性。將重組人抗凝血酶基因表達(dá)載體包埋在由磷脂雙分子層構(gòu)成的脂質(zhì)體內(nèi)并轉(zhuǎn)染ES細(xì)胞時，脂質(zhì)體類似于囊泡，因此目的基因表達(dá)載體進(jìn)入ES細(xì)胞的方式為胞吞。(4)卵母細(xì)胞需要培養(yǎng)至M中期時才具備受精的能力，因此將培養(yǎng)至該時期的卵母細(xì)胞去核并移入上述ES細(xì)胞的細(xì)胞核，完成核移植。囊胚時期的滋養(yǎng)層細(xì)胞將來發(fā)育成胎膜和胎盤，內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞將來發(fā)育成胎兒的各種組織?？梢?，為選擇雌性胚胎，可在囊胚時取滋養(yǎng)層細(xì)胞做 DNA(基因)分析用以鑒定性別。抗凝血酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，因此檢測羊奶中是否含有抗凝血酶的方法是抗原抗體雜交。答案(1)引物4種脫氧核苷酸(2)山羊­酪蛋白基因啟動子(3)只分裂不分化胞吞(4)M中期滋養(yǎng)層抗原抗體雜交7(11分)(2020·臨汾高三模擬)據(jù)報(bào)道，科研人員已將POLLED基因的一個等位基因插入到奶牛胚胎成纖維細(xì)胞的基因組中。他們隨后進(jìn)行體細(xì)胞核移植：將這種經(jīng)過基因改造的胚胎成纖維細(xì)胞移植到移除細(xì)胞核的奶牛卵母細(xì)胞中，使其重組并能發(fā)育為新的胚胎，并將形成的重組胚胎移植到代孕母奶牛子宮中，最終產(chǎn)下5只小牛，其中的兩只小牛Spotigy和Buri仍然是活的，如今有10個月大。更重要的是，他們沒有發(fā)現(xiàn)這些小牛存在角芽的證據(jù)。(1)科研人員將POLLED基因的一個等位基因插入到奶牛胚胎成纖維細(xì)胞的基因組中的常用方法是_。(2)為了使POLLED基因的一個等位基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用，就要進(jìn)行_的構(gòu)建。在構(gòu)建過程中，要用到的兩種酶是_、_。(3)從屠宰場收集奶牛卵巢，采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到_期。(4)奶牛一般選取發(fā)育到_階段的重組胚胎進(jìn)行移植。移植的胚胎能在代孕奶牛子宮內(nèi)發(fā)育的免疫學(xué)基礎(chǔ)是_。(5)中國荷斯坦牛為我國奶牛的主要品種，它的育種原理是_。它與該轉(zhuǎn)基因奶牛的培育原理_(填“相同”或“不同”)。解析(1)迄今為止，顯微注射技術(shù)是轉(zhuǎn)基因動物中采用最多，也是最為有效的一種將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞的方法。(2)基因表達(dá)載體的構(gòu)建是使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且可以遺傳給下一代，同時，使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。在構(gòu)建過程中，要用到的兩種酶是限制酶(限制性核酸內(nèi)切酶)與DNA連接酶。(3)從屠宰場收集奶牛卵巢，采集卵母細(xì)胞，在體外培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期。(4)不同動物胚胎移植的時間不同，例如，牛、羊一般要培養(yǎng)到桑椹胚或囊胚階段才進(jìn)行移植。大量的研究已經(jīng)證明，受體子宮對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這為胚胎在受體子宮內(nèi)的存活提供了可能。(5)我國奶牛的主要品種中國荷斯坦牛(原稱中國黑白花牛)，是將國外的荷斯坦弗里生牛引進(jìn)后，在我國經(jīng)過長期馴化，與當(dāng)?shù)攸S牛進(jìn)行雜交和選育，逐漸形成的優(yōu)良品種。轉(zhuǎn)基因奶牛的培育原理也是基因重組。答案(1)顯微注射技術(shù)(2)基因表達(dá)載體限制酶DNA連接酶(3)減數(shù)第二次分裂中(4)桑椹胚或囊胚受體子宮對移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)(5)基因重組相同8(10分)為治理城市某區(qū)域被污染的水體，科研人員通過引進(jìn)河水、設(shè)計(jì)濕地景觀、優(yōu)化植物種植等，建成了城市濕地景觀公園(如下圖)，其中箭頭代表水流方向，折水澗為階梯式進(jìn)水道，河水由此引入該系統(tǒng)。一段時間后，不僅污染的水體環(huán)境明顯改善，而且對引進(jìn)的河水也有了一定的凈化作用。請回答：(1)不同區(qū)域選擇種植不同類型的植物，在凈化水體的同時又能美化環(huán)境，這體現(xiàn)了生態(tài)工程建設(shè)的_原理。在該濕地景觀公園中，A區(qū)域中以挺水植物蘆葦為主，B、C區(qū)域以沉水植物伊樂藻、苦草為主，體現(xiàn)了群落的_結(jié)構(gòu)。(2)A區(qū)域種植蘆葦能通過三種途徑凈化水體：通過阻擋、吸附等使污染物沉降；通過增加水中_，使微生物分解作用增強(qiáng)；通過減弱_，抑制水體中藻類繁殖。(3)從凈化水體、維持生態(tài)穩(wěn)定的角度分析，水質(zhì)較清的B、C區(qū)域種植沉水植物的作用有_、_。(4)若該濕地公園對引進(jìn)的河水有凈化作用，則與進(jìn)水口水樣相比，出水口水樣中_?？侼、P含量下降浮游生物數(shù)量較多有毒物質(zhì)減少溶解氧上升解析(1)生態(tài)工程所遵循的整體性原理的意義在于統(tǒng)一協(xié)調(diào)各種關(guān)系，保障系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。同時為解決水域富營養(yǎng)化的問題，還應(yīng)兼顧各種生物的數(shù)量，不能超過環(huán)境承受能力，避免系統(tǒng)的失衡和破壞，即協(xié)調(diào)與平衡原理。群落的水平結(jié)構(gòu)是指受各種因素的影響，不同地段分布著不同的種群，同一地段上種群密度也有差別，常呈現(xiàn)鑲嵌分布，A、B、C區(qū)域是不同地段，且主要生長的植物不同，所以是群落的水平結(jié)構(gòu)。(2)好氧型微生物的分解作用需要氧氣，可以通過提高水中的溶氧量使得分解作用增強(qiáng)；藻類是光能自養(yǎng)型生物，沒有光就不能合成有機(jī)物，不能生長和繁殖。(3)污水中含有礦質(zhì)元素，可作為營養(yǎng)物質(zhì)被沉水植物吸收，植物通過光合作用產(chǎn)生氧氣，可增加水域的溶氧量，作為生產(chǎn)者，它能合成有機(jī)物，是消費(fèi)者直接或間接的食物來源。(4)出水口的污染物含量大大降低，如N、P化合物的含量、有毒物質(zhì)的含量，由于A、B、C區(qū)域均種植了植物，所以水中的溶氧量較高。但由于水中有機(jī)物、N、P化合物等含量減少，水中的浮游生物的量減少。答案(1)整體性(和協(xié)調(diào)與平衡原理)水平(2)溶氧量水體中的光照(3)可有效吸收礦質(zhì)營養(yǎng)(或增加水體含氧量)為其他生物提供食物(4)